面试题：Rust泛型类型约束在复杂数据结构中的应用

Question

假设有一个自定义的链表数据结构`MyList`，它是一个泛型结构。现在需要实现一个方法`filter`，该方法接受一个闭包作为参数，闭包用于判断链表中的元素是否满足特定条件，`filter`方法返回一个新的`MyList`，其中仅包含满足条件的元素。请写出`MyList`的定义、`filter`方法的实现，并阐述在这个过程中你是如何处理泛型类型约束，以确保闭包可以正确作用于链表中的元素类型。

Answer 1

// 定义MyList链表结构
struct MyList<T> {
    head: Option<Box<Node<T>>>,
}

struct Node<T> {
    value: T,
    next: Option<Box<Node<T>>>,
}

impl<T> MyList<T> {
    // 构造函数
    fn new() -> MyList<T> {
        MyList { head: None }
    }

    // 添加元素到链表头部
    fn push(&mut self, value: T) {
        let new_node = Box::new(Node {
            value,
            next: self.head.take(),
        });
        self.head = Some(new_node);
    }

    // filter方法实现
    fn filter<F>(&self, f: F) -> MyList<T>
    where
        F: FnMut(&T) -> bool,
    {
        let mut result = MyList::new();
        let mut current = &self.head;
        while let Some(node) = current {
            if (f)(&node.value) {
                result.push(node.value.clone());
            }
            current = &node.next;
        }
        result
    }
}

泛型类型约束处理阐述

1. 闭包类型约束：在filter方法的定义中，使用where子句对闭包F进行类型约束。F: FnMut(&T) -> bool表示闭包F必须是一个可以接受&T类型参数（即链表元素的引用）并返回bool类型结果的可调用对象。这样确保闭包可以正确作用于链表中的元素类型T。
2. 泛型一致性：整个MyList结构及其方法都是在泛型参数T的基础上定义的。filter方法返回的新MyList也使用相同的泛型参数T，保证了类型的一致性。在闭包调用(f)(&node.value)时，node.value的类型是T，与闭包参数类型约束&T相匹配，从而确保闭包能正确处理链表中的元素。